CN106643131B - 一种移动式立式真空炉结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式立式真空炉结构，包括炉体平台、用于加热工件的立式真空炉、移动装置、内部装有淬火液的冷却室和真空装置，冷却室设置于炉体平台的下方，立式真空炉的底部设置有炉门和炉体对接装置，炉体对接装置位于炉门下方，且和炉门之间形成外围封闭的封闭腔体，冷却室的顶部设置有冷却室对接装置，工件加热完成后，冷却室对接装置与炉体对接装置对接，边缘密封配合，封闭腔体和冷却室抽取真空后，炉门打开，工件下降到冷却室中。工件从立式真空炉进入到冷却室的过程中也处于具有一定真空度的环境，表面不易被氧化，提高了工件的质量，且在工件进入冷却室后，立式真空炉可以继续通过移动装置带动离开冷却室的上方，进行下一次加热，提高了生产效率。

Description

一种移动式立式真空炉结构

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，尤其涉及一种移动式立式真空炉结构。

背景技术

真空炉是一种在真空环境中进行加热的设备。在金属罩壳或石英玻璃罩密封的炉膛中用管道与真空泵系统连接，炉内加热系统可直接用电阻炉丝(如钨丝)通电加热，也可用高频感应加热，最高温度可达3000℃左右。主要用于陶瓷烧成、真空冶炼、电真空零件除气、退火、金属件的钎焊，以及陶瓷-金属封接等。

在热处理工艺中，采用真空炉对工件进行加热时，完全消除了加热过程中工件表面的氧化和脱碳等弊端，可获得无变质层的清洁表面。这对于在刃磨时仅磨一面的刀具(如麻花钻磨削后使沟槽表面的脱碳层直接暴露于刃口)的切削性能的改善关系极大。工件在真空炉中加热完成后，需要将工件从真空炉中退出，放入冷却室中进行淬火处理，现有的真空炉一般通过料框装载工件并放入冷却室中，淬火完成后再取出，此过程中工件会暴露在空气中，降低工件的质量。此外，现有的真空炉与冷却室设计为一体式结构，工件在加热完成进行冷却时，真空炉处于空闲状态，不继续加热其他工件，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种移动式立式真空炉结构，避免工件从真空炉到冷却室的转移过程中暴露在空气中，提高了工件的质量，且在工件冷却时，立式真空炉可以继续加热其他的工件，提高生产效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种移动式立式真空炉结构，包括炉体平台、用于加热工件的立式真空炉、移动装置、内部装有淬火液的冷却室和真空装置，所述冷却室设置于所述炉体平台的下方，所述立式真空炉的底部设置有炉门和炉体对接装置，所述炉体对接装置位于所述炉门下方，且和所述炉门之间形成外围封闭的封闭腔体，所述冷却室的顶部设置有冷却室对接装置，工件加热完成后，所述移动装置带动所述立式真空炉移动到所述冷却室的上方，所述冷却室对接装置与所述炉体对接装置两者进行对接，两者的中部设置有用于工件通过的空腔，两者的边缘密封配合，所述真空装置对所述封闭腔体和所述冷却室抽取真空后，所述炉门打开，所述工件经过所述空腔下降到所述冷却室中。

其中，所述立式真空炉中设置有用于支撑所述工件的可移动或转动的支撑架，所述冷却室设置有冷却室升降架，所述支撑架支撑所述工件后，所述炉门打开，所述冷却室升降架向上移动托起所述工件，所述支撑架脱离所述工件，所述工件跟随所述冷却室升降架向下移动进入所述冷却室中。

其中，还包括运料装置，所述运料装置沿所述炉体平台滑动，冷却完成后的工件通过冷却室升降架向上托出冷却室，通过所述运料装置将所述工件运走。

其中，所述封闭腔体内设置有用于升降所述炉门的炉门升降架和拖动所述炉门升降架横向移动的拖动件，所述炉门升降架的上部连接所述炉门。

其中，所述立式真空炉连接有用于对所述立式真空炉中充气的充气管道。

其中，包括至少两个冷却室，多个所述冷却室沿所述炉体平台布置，多个所述冷却室中包括装有淬火油的油冷却室和装有冷却水的水冷却室。

其中，所述冷却室对接装置的下方还设置有用于密封所述冷却室的顶部密封装置，所述顶部密封装置包括可横向移动的顶舱门，所述顶舱门向内滑动后密封所述冷却室，向外滑动后在所述冷却室的中部形成可供工件通过的空腔。

其中，所述冷却室的顶部设置有泄压阀门，所述泄压阀门通过泄压管道连通所述冷却室内部。

其中，所述冷却室内设置有用于搅拌所述冷却液的搅拌装置和用于检测所述冷却液的温度的温度传感器，所述搅拌装置的搅拌速度可以根据所述温度传感器的检测值调节。

其中，所述冷却室对接装置和所述炉体对接装置两者之中，至少一个可以升降。

有益效果：本发明提供了一种移动式立式真空炉结构，包括炉体平台、用于加热工件的立式真空炉、移动装置、内部装有淬火液的冷却室和真空装置，所述冷却室设置于所述炉体平台的下方，所述立式真空炉的底部设置有炉门和炉体对接装置，所述炉体对接装置位于所述炉门下方，且和所述炉门之间形成外围封闭的封闭腔体，所述冷却室的顶部设置有冷却室对接装置，工件加热完成后，所述移动装置带动所述立式真空炉移动到所述冷却室的上方，所述冷却室对接装置与所述炉体对接装置两者进行对接，两者的中部设置有用于工件通过的空腔，两者的边缘密封配合，所述真空装置对所述封闭腔体和所述冷却室抽取真空后，所述炉门打开，所述工件经过所述空腔下降到所述冷却室中。工件从立式真空炉进入到冷却室的过程中也处于具有一定真空度的环境，表面不易被氧化，提高了工件的质量，且在工件进入冷却室后，立式真空炉可以继续通过移动装置带动离开冷却室的上方，进行下一次加热，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的实施例1提供的移动式立式真空炉结构的俯视图。

图2是本发明的实施例1提供的移动式立式真空炉结构的侧视图。

图3是本发明的实施例1提供的立式真空炉的侧视图。

图4是本发明的实施例1提供的冷却室的侧视图。

图5是本发明的实施例1提供的移动装置的侧视图。

图6是本发明的实施例1提供的移动装置的俯视图。

其中：

1-炉体平台，2-立式真空炉，21-炉门，211-承载台，22-炉体对接装置，23-封闭腔体，24-支撑架，25-炉门升降架，26-拖动件，3-移动装置，4-冷却室，41-冷却室对接装置，42-冷却室升降架，43-油冷却室，44-水冷却室，45-顶部密封装置，451-顶舱门，46-搅拌装置，5-真空装置，6-运料装置。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种移动式立式真空炉结构，包括炉体平台1、用于加热工件的立式真空炉2、移动装置3、内部装有淬火液的冷却室4和真空装置5，冷却室4设置于炉体平台1的下方，立式真空炉2的底部设置有炉门21和炉体对接装置22，炉体对接装置22位于炉门21下方，且和炉门21之间形成外围封闭的封闭腔体23，冷却室4的顶部设置有冷却室对接装置41，工件加热完成后，移动装置3带动立式真空炉2移动到冷却室4的上方，冷却室对接装置41与炉体对接装置22两者进行对接，两者的中部设置有用于工件通过的空腔，两者的边缘密封配合，真空装置5对封闭腔体23和冷却室4抽取真空后，炉门21打开，工件经过空腔下降到冷却室4中。工件从立式真空炉2进入到冷却室4的过程中也处于具有一定真空度的环境，表面不易被氧化，提高了工件的质量，且在工件进入冷却室4后，立式真空炉2可以继续通过移动装置3带动离开冷却室4的上方，进行下一次加热，提高了生产效率。冷却室对接装置41和炉体对接装置21可以为相互配合的法兰结构，法兰的中部作为工件通过的空腔，其边缘通过密封橡胶压接以及其他的密封装置，构成密封配合。冷却室对接装置41和炉体对接装置22两者之中，至少一个可以升降，以本实施例为例，通过液压杆控制冷却室对接装置41的升降，在对接前，冷却室对接装置41的高度比炉体对接装置22的高度低，移动装置3带动立式真空炉2移动到冷却室4的上方，通过液压杆推动冷却室对接装置41向上移动与炉体对接装置22实现密封配合。也可以是炉体对接装置22可升降，或者是两者均可升降，两者之间先存在一定的距离，便于横向移动，再通过升降实现密封配合，操作方便。炉体对接装置22和冷却室对接装置41之间通过传感器进行定位，比如激光传感器或者距离传感器等，传感器检测到炉体对接装置22和冷却室对接装置41在横向上定位成功后，通过升降机构完成纵向的配合，实现密封连接。

立式真空炉2中设置有用于支撑工件的可移动的支撑架24，冷却室4设置有冷却室升降架42，支撑架24支撑工件后，炉门21打开，冷却室升降架42向上移动托起工件，支撑架24脱离工件，工件跟随冷却室升降架42向下移动进入冷却室4中。支撑架24布置在立式真空炉2的侧部，通过液压杆或者其他推拉装置带动，支撑架24从侧面伸出支撑工件，在不需要支撑时，缩回到侧部的滑槽中。通过支撑架24的支撑，工件不受炉门21的开闭的影响，方便炉门21的开启和关闭，通过支撑架24和冷却室升降架42的配合，便于工件从立式真空炉2平稳转移到冷却室4内。

封闭腔体23内设置有用于升降炉门21的炉门升降架25和拖动炉门升降架25横向移动的拖动件26，炉门升降架25的上部连接炉门21。炉门升降架25为剪叉式升降机，结构坚固、承载量大、升降平稳、安装维护简单方便，利于控制炉门21的升降，且剪叉式升降机的底部设置有滑轮，便于在封闭腔室23中横向滑动，便于炉门21的横向搬运。拖动件26可以是液压杆，拖动炉门升降架25和炉门21一起移动到侧部，为工件的下移提供空间。炉门升降架25也可以是导轨升降机构，便于控制，导轨升降机构通过在底板上设置滑轮，实现横向移动。拖动件26可以为齿轮齿条结构、丝杆螺母机构等，只要能完成拖动炉门升降架25即可。

立式真空炉2的外部设置有外壳，外壳为双层筒体，双层筒体的中部通有冷却水对立式真空炉的表面进行冷却，保证立式真空炉2的表面温度与室温接近，避免发生危险。炉门21上设置有炉门锁紧机构，通过液压驱动锁圈自动锁紧炉门。当液压活塞杆伸出到极限位置时，炉门21处于开启状态，当液压活塞杆退回(锁紧圈顺时针旋转)可将炉门21锁紧。通过炉门21锁紧机构，确保炉门21在工作时处于锁紧状态。立式真空炉2的内部为圆型结构，从外向内包括框架、隔热层、加热元件和料台等，料台设置在炉门21上，支撑架24设置在立式真空炉2的底部的侧面。立式真空炉2的顶部连接有用于对立式真空炉2中充气的充气管道，在工件转移到冷却室4前，充气管道向立式真空炉2内充入氮气等性质稳定且不与工件发生反应的气体，此时工件进入冷却室4时，立式真空炉2内的气压比冷却室4中的气压高，确保冷却液的蒸汽(油蒸汽或者水蒸汽)不会进入到立式真空炉2内，避免对立式真空炉2造成影响。充气管道也可以连接在立式真空炉2的其他位置，如侧部等，只要能向立式真空炉2内充入氮气或惰性气体等气体即可。充气管道上还设置有充气阀门，控制充气管道的通断。

冷却室对接装置41的下方设置有用于密封冷却室4的顶部密封装置45，顶部密封装置45包括可横向移动的顶舱门451，顶舱门451向内滑动后密封冷却室4，向外滑动后在冷却室4的中部形成可供工件通过的空腔。在工件进出冷却室4时，需要开启顶部密封装置45，其余时候可以封闭顶部密封装置45，避免外界空气对冷却室4的影响。高温的工件进入冷却室4后，冷却液的温度会随之升高，产生蒸汽增大冷却室4内气体的压强，冷却室4的顶部设置有泄压阀门，泄压阀门通过泄压管道连通冷却室4内部，通过泄压阀门，避免冷却室4的压强过大而发生危险。冷却室4内设置有用于搅拌冷却液的搅拌装置46和用于检测冷却液的温度的温度传感器，搅拌装置46的搅拌速度可以根据温度传感器的检测值调节。搅拌装置46包括搅拌轴和驱动搅拌轴转动的旋转电机，搅拌轴上设置有搅拌叶。搅拌装置46可以提高冷却液和工件之间的热交换过程，提高冷却速度，提高冷却液各处的温度均匀性，从而提高工件的硬度的均匀性。本实施例采用铂热电阻作为温度传感器，精度高，控制精确，冷却室4中设置有两个铂热电阻，控制装置根据其中一个铂热电阻检测的温度控制搅拌装置的搅拌速度，以控制冷却的温度，另一个铂热电阻用于监控温度是否超过危险值，以及时提示工作人员，此外，两个铂热电阻也提高了整个系统的可靠性，如果其中一个发生故障，可以继续使用另外一个，同时兼顾控温和报警提示的功能。冷却室4的外壳也为双层筒体，中间通过冷却水进行冷却，保证冷却室4的外侧的温度接近室温，避免温度过高发生危险。冷却室4的外壳的双层筒体和立式真空炉2的外壳的双层筒体的中间通过的冷却水均有水冷系统提供，水冷系统主要包括水管及阀门组。

移动装置包括底板，底板通过滚轮在炉体平台1上移动，立式真空炉2的侧壁通过支撑装置与底板固定，多个支撑装置布置在立式真空炉的外围，底板的中部设置有用于容置封闭腔体的空腔。支撑装置可以是斜向支撑的支撑臂，提高立式真空炉2的稳定性。

本实施例还包括运料装置6，运料装置6沿炉体平台1滑动，冷却完成后的工件通过冷却室升降架42向上托出冷却室4，通过运料装置6将工件运走。

本实施例包括至少两个冷却室4，多个冷却室4沿炉体平台1布置，多个冷却室4中包括装有淬火油的油冷却室43和装有冷却水的水冷却室44，可以满足不同的冷却需求，提高了工件处理的通用性，既能处理需要油冷的工件，又能处理需要水冷的工件。在油冷却室43上方的泄压管道中，还设置有油水分离装置，油水分离装置通过吸附装置将油蒸汽吸附，从泄压阀中排出去的气体中不含有淬火油，避免污染环境。

真空装置5包括罗茨增压泵、滑阀式机械泵以及控制阀和真空管道，真空管道连接控制阀与罗茨增压泵，控制阀控制真空通道的通断，滑阀式机械泵作为罗茨增压泵的前级泵，达到罗茨泵启动的真空度，罗茨增压泵为主泵，达到工作所需的真空度。

炉体平台1由承重结构件组成。炉体平台1上铺设导轨，移动装置3和运料装置6沿导轨移动，定位准确。

本实施例中，各个部件中的阀门由气动系统驱动，气动系统主要包括气动三联件、电磁换向阀、阀岛、PU软管等组成。、

本实施例包括电气控制系统，电气控制系统主要包括调压器－可控硅－微处理机组成的温度控制系统和可编程序控制器(PLC)组成的机械动作系统两部分组成，可实现自动化程序控制和手动控制。当生产中出现停电、水压异常、充气超压、加热超温、调压器异常、真空泵过载、风机过载等情况时，电气控制系统会发出声光报警信号并自动连锁保护，确保人员、设备和产品的安全。

在炉体平台1的两端分别设置有进料工位和卸料工位，进料工位和卸料工位上均设置有升降机构。

本实施例的工作过程可以分为加热、冷却和卸料过程；

加热过程如下：

1)立式真空炉2移动至送料工位上方；

2)立式真空炉2的剪刀式升降机与炉门21被横向拖动在侧边的待机位；工件通过叉车装载放置在送料工位；

3)送料工位底部的升降装置将工件顶起升入立式真空炉2内；

4)立式真空炉2两侧的支撑架24伸出托住工件，升降装置降回地面，工件由支撑架24承载；

5)剪刀式升降机由侧部的待机位转为工作位，炉门21向上升起闭合，托住工件，支撑架24撤出，炉门锁紧装置锁紧炉门21，立式真空炉2开始按加热程序运行加热工序；

6)加热时，立式真空炉2可缓慢移动至冷却室4的上方，等待下一步淬火工艺。

冷却过程如下，其中，水冷与油冷的过程一致，区别在于水冷进入水冷却室4，油冷进入油冷却室4：

1)当工件准备冷却时，立式真空炉2与冷却室4进行对接并固定；

2)冷却室4的顶部密封装置45打开，同时启动真空系统将立式真空炉2底部的封闭腔体23和冷却室4抽至真空状态；

3)达到真空度要求后，立式真空炉2的支撑架24伸出托住工件，炉门21锁紧装置打开，剪刀式升降机带动炉门21向下降；

4)炉门21下降时，立式真空炉2的顶部充入氮气，确保立式真空炉2压强大于冷却室4，避免冷却液的蒸汽进入立式真空炉2；

5)剪刀式升降机进入侧部的待机位，冷却室升降架42向上升起托住工件；

6)支撑架24撤出，冷却室升降架42向下将工件侵入冷却液中冷却；

7)工件进入冷却室4后，冷却室4的顶部密封装置45关闭；

8)立式真空炉2移动至工件送料工位，继续加工第二炉工件。

卸料过程：

1)冷却结束后，冷却室4的顶部密封装置45打开；

2)工件由冷却室升降架42顶出；

3)运料装置运动到工件下方，冷却室升降架42返回冷却室4中；

4)运料装置6移动至取料工位上方；

5)取料工位下的升降机构升起顶住工件后，运料装置6脱离工件；

6)取料工位下的升降机构降回原位，工件移至取料工位。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例的支撑架24可转动的铰接在立式真空炉的内部，需要支撑工件时，从竖直状态旋转到横向状态支撑工件，当不需要支撑时，再转回到竖直状态，占用的空间比较小，不需要从侧部再伸出一段距离。

在立式真空炉内设置有吊装结构，吊装结构包括吊篮，吊篮作为承载台支撑工件，吊篮的四周通过电磁铁吸盘等快速拆装结构连接有吊绳，吊绳绕接在立式真空炉内的卷绕轮中。工件准备转移到冷却室中时，在支撑架脱离工件后，卷绕轮不断放出吊绳，工件跟随吊篮下降到冷却室中，快速拆装结构与吊篮脱离，跟随吊绳回到立式真空炉中。冷却室中可以设置冷却室升降架，冷却完成后通过冷却室升降架托出冷却室，再通过运料装置运走；也可以不设置冷却室升降架，冷却完成后，运料装置自身配备具有快速拆装结构的吊绳，将吊篮和工件从冷却室中拉出。

本实施例的对接装置采用推拉式结构，炉体对接装置与冷却室对接装置两个中，一个设置有滑槽，另一个的端部与滑槽配合，两者的高度一致，当移动装置带动立式真空炉滑动到冷却室上方时，炉体对接装置的端部直接卡入冷却室装置的滑槽中，滑槽精密配合，实现密封配合。通过滑槽结构进行对接和密封，不需要进行升降配合，结构简单。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种移动式立式真空炉结构，包括炉体平台(1)、用于加热工件的立式真空炉(2)和内部装有淬火液的冷却室(4)，所述冷却室(4)设置于所述炉体平台(1)的下方，其特征在于，还包括移动装置(3)和真空装置(5)，所述立式真空炉(2)的底部设置有炉门(21)和炉体对接装置(22)，所述炉体对接装置(22)位于所述炉门(21)下方，且和所述炉门(21)之间形成外围封闭的封闭腔体(23)，所述冷却室(4)的顶部设置有冷却室对接装置(41)，工件加热完成后，所述移动装置(3)带动所述立式真空炉(2)移动到所述冷却室(4)的上方，所述冷却室对接装置(41)与所述炉体对接装置(22)两者进行对接，两者的中部设置有用于工件通过的空腔，两者的边缘密封配合，所述真空装置(5)对所述封闭腔体(23)和所述冷却室(4)抽取真空后，所述炉门(21)打开，所述工件经过所述空腔下降到所述冷却室(4)中。

2.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述立式真空炉(2)中设置有用于支撑所述工件的可移动或转动的支撑架(24)，所述冷却室(4)设置有冷却室升降架(42)，所述支撑架(24)支撑所述工件后，所述炉门(21)打开，所述冷却室升降架(42)向上移动托起所述工件，所述支撑架(24)脱离所述工件，所述工件跟随所述冷却室升降架(42)向下移动进入所述冷却室(4)中。

3.如权利要求2所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，还包括运料装置(6)，所述运料装置(6)沿所述炉体平台(1)滑动，冷却完成后的工件通过冷却室升降架(42)向上托出冷却室(4)，通过所述运料装置(6)将所述工件运走。

4.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述封闭腔体(23)内设置有用于升降所述炉门(21)的炉门升降架(25)和拖动所述炉门升降架(25)横向移动的拖动件(26)，所述炉门升降架(25)的上部连接所述炉门(21)。

5.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述立式真空炉(2)连接有用于对所述立式真空炉(2)中充气的充气管道。

6.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，包括至少两个冷却室(4)，多个所述冷却室(4)沿所述炉体平台(1)布置，多个所述冷却室(4)中包括装有淬火油的油冷却室(43)和装有冷却水的水冷却室(44)。

7.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述冷却室对接装置(41)的下方还设置有用于密封所述冷却室(4)的顶部密封装置(45)，所述顶部密封装置(45)包括可横向移动的顶舱门(451)，所述顶舱门(451)向内滑动后密封所述冷却室(4)，向外滑动后在所述冷却室(4)的中部形成可供工件通过的空腔。

8.如权利要求7所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述冷却室(4)的顶部设置有泄压阀门，所述泄压阀门通过泄压管道连通所述冷却室(4)内部。

9.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述冷却室(4)内设置有用于搅拌所述冷却液的搅拌装置(46)和用于检测所述冷却液的温度的温度传感器，所述搅拌装置(46)的搅拌速度可以根据所述温度传感器的检测值调节。

10.如权利要求1所述的移动式立式真空炉结构，其特征在于，所述冷却室对接装置(41)和所述炉体对接装置(22)两者之中，至少一个可以升降。